JPH0714554A

JPH0714554A - 誘電体バリヤ放電ランプ

Info

Publication number: JPH0714554A
Application number: JP17763893A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Matsuno; 博光松野; Ryushi Igarashi; 龍志五十嵐; Tatsumi Hiramoto; 立躬平本; Yasuo Onishi; 安夫大西
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 1993-06-25
Filing date: 1993-06-25
Publication date: 1995-01-17
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JP2775697B2

Abstract

(57)【要約】【目的】光出力の空間的な均一性および時間的な安定
性が良好で、かつ、発光効率が高い円筒状誘電体バリヤ
放電ランプを提供する。【構成】外形が概略円筒状である放電容器に誘電体バ
リヤ放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガスが
充填され、該放電容器の少なくとも一部は該誘電体バリ
ヤ放電の誘電体を兼ねており、該誘電体の少なくとも一
部は該エキシマ分子から放射される光に対して光透過性
であり、該光透過性誘電体の少なくとも一部に導電性網
状電極が設けられた誘電体バリヤ放電ランプにおいて、
該導電性網状電極を軸方向に伸縮性を有する円筒状導電
性網で構成する。また、該円筒状導電性網を一本の金属
線で構成すること、あるいは、該円筒状導電性網を有機
物からなる網に導電性物質をコーティングした構成にす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、光化学反応用
の紫外線光源として使用される放電ランプの一種で、誘
電体バリヤ放電によってエキシマ分子を形成し、該エキ
シマ分子から放射される光を利用するいわゆる誘電体バ
リヤ放電ランプの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に関連した技術としては、例え
ば、日本国公開特許公報平２−７３５３号があり、そこ
には、放電容器にエキシマ分子を形成する放電用ガスを
充填し、誘電体バリヤ放電（別名オゾナイザ放電あるい
は無声放電。電気学会発行改定新版「放電ハンドブッ
ク」平成１年６月再版７刷発行第２６３ページ参照）に
よってエキシマ分子を形成せしめ、該エキシマ分子から
放射される光を取り出す放射器、すなわち誘電体バリヤ
放電ランプについて記載されており、当該ランプの放電
容器は円筒状であり、該放電容器の少なくとも一部は該
誘電体バリヤ放電の誘電体を兼ねており、該誘電体の少
なくとも一部は該エキシマ分子から放射される光に対し
て光透過性であり、該光透過性誘電体の少なくとも一部
に導電性網状電極が設けられた誘電体バリヤ放電ランプ
構造が記載されている。上記のような誘電体バリヤ放電
ランプは、従来の低圧水銀放電ランプや高圧アーク放電
ランプには無い種々の特長を有しているため有用であ
る。しかし、上記のような誘電体バリヤ放電ランプは、
光出力の空間的な均一性および時間的な安定性が必ずし
も十分では無く、また、発光効率が必ずしも十分ではな
いという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光出
力の空間的な均一性および時間的な安定性が良好で、か
つ、発光効率が高い円筒状誘電体バリヤ放電ランプを提
供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、外
形が概略円筒状である放電容器に誘電体バリヤ放電によ
ってエキシマ分子を形成する放電用ガスが充填され、該
放電容器の少なくとも一部は該誘電体バリヤ放電の誘電
体を兼ねており、該誘電体の少なくとも一部は該エキシ
マ分子から放射される光に対して光透過性であり、該光
透過性誘電体の少なくとも一部に導電性網状電極が設け
られた誘電体バリヤ放電ランプにおいて、該導電性網状
電極を軸方向に伸縮性を有する円筒状導電性網で構成す
ることによって達成される。また、該円筒状導電性網を
一本の金属線で構成すること、あるいは、該円筒状導電
性網を有機物からなる網に導電性物質をコーティングし
た構成にすることによって、本発明の目的はよりいっそ
う達成できる。

【０００５】

【作用】誘電体バリヤ放電は、該「放電ハンドブック」
に記載されているように、プラズマの直径が非常に小さ
く、かつ、放電の持続時間が非常に短い微小な放電プラ
ズマ（以後これをマイクロプラズマと記す）の多数の集
まりである。我々は、光取り出し窓部材である概略円筒
状の光透過性誘電体に導電性網状電極を設けた構造の誘
電体バリヤ放電ランプにおいては、光出力の安定性、す
なわち光出力の時間的なゆらぎ、空間的な均一性、およ
び発光効率は、該導電性網状電極と該光透過性誘電体の
間に生じる僅かな空隙によって影響されること、さら
に、該導電性網状電極の均一性によって影響されること
を実験的に発見した。すなわち、外形が円筒状である誘
電体バリヤ放電ランプにおいては、該円筒状の光透過性
誘電体と該導電性網状電極を全体に渡って完全に密着さ
せようとすると、網のエッヂ同志を重ねて固定する関係
で、完全な密着は困難であり、従って、該光透過性誘電
体と該導電性網状電極のエッヂに沿った一部分の間に空
隙が生じることがある。そうすると、この微小な空隙に
おいて、余分な放電が発生する。その結果、この余分な
放電によって、ランプの周辺における有害な化合物が発
生し、例えば雰囲気が空気の場合には窒素酸化物やオゾ
ン等が発生し、かつ、放電が不安定になって光出力が不
安定になり、さらに、発光効率が低下するなどの問題が
生じることを発見した。さらに、該円筒状の光透過性誘
電体と該導電性網状電極を全体に渡って完全に密着させ
た場合であっても、該導電性網状電極が不均一な場合、
例えば該円筒状の光透過性誘電体上の一部において該導
電性網状の電極のエッヂが重なりあって二重になってい
る状態においては、空間的に不均一な放電が発生し、光
出力が空間的に不均一になり、かつ、放電が不安定にな
って光出力が不安定になることを発見した。

【０００６】少なくとも外形が概略円筒状である放電容
器に誘電体バリヤ放電によってエキシマ分子を形成する
放電用ガスが充填され、該放電容器の少なくとも一部は
該誘電体バリヤ放電の誘電体を兼ねており、該誘電体の
少なくとも一部は該エキシマ分子から放射される光に対
して光透過性であり、該光透過性誘電体の少なくとも一
部に導電性網状電極が設けられた誘電体バリヤ放電ラン
プにおいて、該導電性網状電極を軸方向に伸縮性を有す
るシームレス（ｓｅａｍｌｅｓｓ）円筒状導電性網で構
成すると、該円筒状導電性網の中に概略円筒状である放
電容器を挿入したのち、該円筒状導電性網を軸方向に引
っ張ると、該導電性網状電極の半径は収縮して概略円筒
状である該光透過性誘電体と該導電性網状電極は完全に
密着するので一部分に空隙が生じることが無く、その結
果、余分な放電が発生することがなく、この余分な放電
によって、ランプの周辺における有害な化合物が発生せ
ず、かつ、放電が安定になって光出力が安定になり、さ
らに、発光効率が上昇する。さらに、従来の導電性網状
電極のようにエッヂが重なりあって二重になる部分がな
く、すなわち、本発明のシームレス円筒状導電性網状電
極は概略円筒状である該光透過性誘電体の表面において
十分に均一であり、その結果、空間的に均一な放電が発
生し、放電が安定になり光出力が安定な誘電体バリヤ放
電ランプを得ることが出来る。

【０００７】該円筒状導電性網の軸方向の両端には、該
網を形成する導電性素線の切断端が存在する。導電性素
線の切断端は針状をしており、従って切断端付近におい
ては、電場が強くなり、放電が集中することが多い。該
円筒状導電性網を一本の金属線で構成すると、該円筒状
導電性網の軸方向の両端には、該金属線の切断端がそれ
ぞれ一個存在するだけになるので、金属線の切断端を容
易に処理すること、例えば、切断端を網側に折り曲げる
ことなどによって、強電界の発生を防止することが出
来、従って、放電の安定な誘電体バリヤ放電ランプを得
ることが出来る。また、該円筒状導電性網を有機物から
なる網、例えばナイロン繊維からなる網に導電性物質、
例えば銀をコーティングした構成にすると、導電性網状
電極の伸縮性が向上し、導電性網状電極の取り付けが容
易になるとう利点が生じる。

【０００８】

【実施例】本発明の第１の実施例である同軸円筒形誘電
体バリヤ放電ランプの概略図を図１に示す。放電容器１
は全長約３００ｍｍの石英ガラス製で、外形１４ｍｍの
内側管２、内径約２５ｍｍの外側管３を同軸に配置して
中空円筒状にしたものである。外側管３および内側管２
は誘電体バリヤ放電の誘電体バリヤと光取り出し窓部材
を兼用しており、外面には光を透過する金属製網状電極
４および５が設けられている。また、放電容器１の一端
にバリウムゲッター６が設けられている。また、ゲッタ
ー６は、外側管３に設けられた突起部９によって放電空
間内に移動するのを阻止されているだけで、放電容器１
には固定されていない。

【０００９】網状電極４，５は、図２にその一部分を示
すように、一本の金属線２３で円筒の円周方向２２ａ，
２２ｂにループを繰り返し形成した構造のシームレス円
筒状網で、金属線は直径０．１ｍｍのモネルで、大きな
網目２４および小さな網目２５の面積は、それぞれ約２
および１平方ミリメートルである。図３は網状電極の傾
斜図である。１００，１０１は素線の端部である。該円
筒状金属網のなかに放電容器１を挿入し、ランプの軸方
向（２０ａ，２０ｂ）に引っ張ることによって外側管３
の外側に密接された網状電極５が形成され、内側管２に
該円筒状金属網を挿入し、該円筒状金属網をランプの軸
方向に圧縮することにより内側管２の内側に密接された
網状電極４が形成された。すなわち、本発明の上記の構
成によって、それぞれの電極は外側管３および内側管２
に隙間を有さないで密着した。放電空間７に放電用ガス
としてキセノンガスを３００Ｔｏｒｒ封入した。周波数
１５キロヘルツの電源８でランプ長１ｃｍあたり２ワッ
トの電力で放電させたところ、外側管３と該電極５の
間、および内側管２と該電極４の間で余分な放電が発生
することがなく、従って、ランプの周辺における有害な
化合物の発生が防止でき、かつ、放電が安定になり、１
７２ｎｍとその付近の紫外線が高効率で放射され、発光
効率が約１０パーセント改善できた。

【００１０】また、従来のような平板状あるいはテープ
状の金属網を放電容器に巻きつけて、そのエッヂを縫合
したり、重ねて固定したりした場合には、金属網の合わ
せ部分において金属網の重なり、あるいは金属網間に隙
間が生じるなど、金属網電極の空間的な不均一が発生す
る。しかし、本発明の様に網状電極をシームレス円筒状
にした結果、金属網状電極の光取り出し窓部材を兼ねた
誘電体の表面における空間的な不均一が発生せず、空間
的に均一な放電が発生し、安定な放電が得られた。さら
に、該円筒状金属網は、一本の金属線から出来ているの
で、該円筒状導電性網の軸方向の両端には、該金属の切
断端がそれぞれ一個存在するだけになるので、金属線の
切断端を該金属網の上に折り曲げるなど、切断端を容易
に処理することが出来、従って、安定な放電を得ること
が出来た。

【００１１】本発明の第２の実施例においては、第１の
実施例における電極４をアルミニウムを蒸着した光反射
板を兼ねた金属薄膜電極とし、電極５は、ナイロン繊維
をメリヤス織りした網に銀を蒸着した構成とした。本実
施例においても、外側管３と該電極５の間で余分な放電
が発生することが少なくなり、従って、ランプの周辺に
おける有害な化合物の発生が少なくなり、空間的に均一
な放電が発生し、かつ、放電が安定になり、１７２ｎｍ
とその付近の紫外線が高効率で放射され、発光効率が改
善できた。さらに、本実施例の網電極は伸縮性が大き
く、電極の設置が容易になるという利点が生じた。

【００１２】

【発明の効果】上記したように、本発明によれば、光出
力の空間的な均一性および時間的な安定性が良好で、か
つ、発光効率が高い円筒状誘電体バリヤ放電ランプを提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の誘電体バリヤ放電ランプの実施例の説
明図である。

【図２】網状電極の説明図である。

【図３】網状電極の傾斜図である。

【符号の説明】１放電容器２内側管３外側管４，５網状電極６ゲッター７放電空間８電源２３素線２４，２５網目

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大西安夫兵庫県姫路市別所町佐土1194番地ウシオ電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外形が概略円筒状である放電容器に誘電
体バリヤ放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガ
スが充填され、該放電容器の少なくとも一部は該誘電体
バリヤ放電の誘電体を兼ねており、該誘電体の少なくと
も一部は該エキシマ分子から放射される光に対して光透
過性であり、該光透過性誘電体の少なくとも一部に導電
性網状電極が設けられた誘電体バリヤ放電ランプにおい
て、該導電性網状電極が軸方向に伸縮性を有する円筒状
導電性網からなることを特徴とした誘電体バリヤ放電ラ
ンプ。
【請求項２】該円筒状導電性網が一本の金属線で構成
されている事を特徴とする請求項１に記載の誘電体バリ
ヤ放電ランプ。
【請求項３】該円筒状導電性網が有機物からなる網に
導電性物質をコーティングした構成である事を特徴とす
る請求項１に記載の誘電体バリヤ放電ランプ。